Территория заповедника «Кологривский лес» отличается особым ботанико-географическим положением. Именно здесь смыкаются границы европейской (дуб, вяз, медуница) и сибирской (пихта, лиственница, княжик сибирский), а также таёжной и характерной для широколиственных лесов растительности. Природно-территориальные комплексы заповедника одновременно типичны и уникальны. С одной стороны, природные комплексы заповедника – хвойные леса и хвойно-широколиственные леса, заливные луга, верховые и ключевые болота – вполне типичны для южно-таёжных ландшафтов. С другой, некогда типичные экосистемы стали уникальными. Кологривский заповедник – единственное в европейской части России место, где сохранились совсем небольшие «островки» коренных южно-таёжных лесов, окружённые территорией, где такие же леса были срублены только один раз и сейчас идёт их восстановление. Процесс восстановления еловых лесов чрезвычайно интересен учёным.
Сегодня флора заповедника насчитывает более 550 видов сосудистых растений. Дендрологическая «коллекция» включает около 40 видов деревьев и кустарников. Из хвойных вы можете встретить ель финскую, пихту сибирскую, сосну обыкновенную, лиственницу сибирскую, можжевельник обыкновенный. Из лиственных пород обнаружены 10 видов ивы, осина, ольха серая и чёрная, вяз голый и гладкий, дуб черешчатый, клён остролистный, липа мелколистная, берёза пушистая, берёза бородавчатая, черёмуха обыкновенная, рябина обыкновенная, яблоня лесная, из кустарников – смородина чёрная и колосистая, жимолость лесная, жимолость Палласа, бузина красная, калина обыкновенная, крушина ломкая, ракитник русский, свидина белая, шиповник майский и иглистый, малина лесная, волчеягодник обыкновенный и др.
61 вид растений занесён в Красную книгу Костромской области, среди них находящиеся под угрозой исчезновения в регионе диплазиум сибирский, гроздовник виргинский и осока волосовидная. А некоторые из северных орхидей – башмачок настоящий, надбородник безлистный, пальчатокоренники Траунштейнера и балтийский – представители Красной книги России.
К изучению лишайников в заповеднике приступили в 2018 году и уже обнаружили четыре краснокнижных вида: лобарию лёгочную, нефромопсис Лаурера, лептогиум Бурнета и менегаццию пробуравленную. Сохраниться в заповеднике им помогли старые нерубленые леса с особым микроклиматом.
В 2011 году на территории заповедника был обнаружен необыкновенный гриб – саркосома шаровидная, включённый в Красную книгу России.
Заповедник находится в зоне широкой границы между фауной таёжных и широколиственных лесов. Поэтому здесь обитают и типичные для нашей местности животные, и заходящие с севера и юга гости. В целом фауна заповедника включает 1 вид круглоротых, порядка 15 видов рыб, 5 видов амфибий, 5 видов рептилий, около 170 видов птиц и 60 видов млекопитающих.
Красную книгу России представляют рыбы – хариус европейский и подкаменщик обыкновенный, млекопитающие – норка европейская и выхухоль русская, птицы – белая куропатка, скопа, филин, белая лазоревка, большой кроншнеп, серый сорокопут, кулик-сорока. Из Красной книги Костромской области в заповеднике обитают 45 видов птиц (78%), 2 рептилии (66%) и 15 млекопитающих (100%).
